防静电知识PPT课件

2020/12/1
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电子元器件抗ESD损伤的基础知识
1.1 静电和静电放电的定义和特点
什么是静电？通俗地来说，静电就是静止不动的电荷。 它一般存在于物体的表面。是正负电荷在局部范围内 失去平衡的结果。静电是通过电子或离子转移而形成 的。静电可由物质的接触和分离、静电感应、介质极 化和带电微粒的附着等物理过程而产生。
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电子元器件抗ESD损伤的基础知识
1.3.1 摩擦产生静电
摩擦产生静电的大小除了与摩擦物体本身的材 料性质有关之外，还要受到许多因素的影响， 如环境的湿度、摩擦的面积、分离速度、接触 压力、表面洁净度等。
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电子元器件抗ESD损伤的基础知识
1.3 .2 感应产生静电
产生：带电物体与导体之间，两种物体无需直 接接触。
导体
带电体
++ ++ ++
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++
+ +
++
+
++
B、感应生电
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电子元器件抗ESD损伤的基础知识
1.3.2 感应产生静电
显然，非导体不能通过感应产生静电。
绝缘体
-
+
-+
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绝缘体
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-
+
-
+
A、摩擦生电
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电子元器件抗ESD损伤的基础知识
1.3.1 摩擦产生静电
当两各具有不同的电子化学势或费米能级的材 料相互接触时，电子将从化学势高的材料向化 学势低的材料转移。当接触后又快速分离时， 总有部分转移出来的电子来不及返回到它们原 来所在的材料，从而使化学势低的材料因电子 过剩而带负电，化学势高的材料因电子不足而 带正电。
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1.3 静电的产生
静电产生的主要两种形式： 摩擦产生静电 感应产生静电
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1.3.1 摩擦产生静电
产生：两种物体直接接触后形成的，通常发生 于绝缘体与绝缘体之间或者绝缘体与导体之间。
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电子元器件抗ESD损伤的基础知识
1.1 静电和静电放电的定义和特点
表1.1 三种过电应力现象的特点比较
闪电 （Lightning)
极端的高压 极大的能量
过电 （EOS）
低电压（16V） 持续时间较长 较低的能量
静电放电 （ESD）
高电压（4KV） 持续时间短（几百纳秒） 很低的能量 快速的上升时间
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1.1 静电和静电放电的定义和特点
什么是静电放电呢？处于不同静电电位的两个物体间 的静电电荷的转移就是静电放电。这种转移的方式有 多种，如接触放电、空气放电。
一般来说，静电只有在发生静电放电时，才会对元器 件造成伤害和损伤。如人体带电时只有接触金属物体、 或与他人握手时才会有电击的感觉。
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1.3.3 静电荷
静电的实质是存在剩余电荷。电荷是所有的有关静 电现象本质方面的物理量。电位、电场、电流等有 关的量都是由于电荷的存在或电荷的移动而产生的 物理量。
电量用Q表示，单位是库仑C，由于库仑的单位太大 通常用微库或纳库。 1库仑（C）=1.0E+06微库（μC） 1库仑（C）=1.0E+13纳库（ΛC）
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1.3.4 静电势
静电势与叫静电电压。实际环境中产生的静电 电压通常是指带电体与大地之间的电位差。
通常把静电带电体与另一个物体或大地看成一 个电容器。电容器的电容量是C，电容器一个电 极上的电荷量Q和电容器两个极间的电位差V之 间有如下关系：
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1.1 静电和静电放电的定义和特点
对电子元器件来说，静电放电（ESD）是广义的过电 应力的一种。广义的过电应力是指元器件承受的电流 或电压应力超过其充许的最大范围。
三种过电应力现象的特点比较，见表1.1。
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1.4 静电的来源
在电子制造业中，静电的来源是多方面的，如 人体、塑料制品、有关的仪器设备以及电子元 器件本身。
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1.3 静电的产生
通常物体保持电中性状态，这是由于它所具有 的正负电荷量相等的缘故。如果两种不同的材 料的物体因直接接触或静电感应而导致相互间 电荷的转移，使之存在过剩电荷，这样就产生 了静电。
带有静电电荷的物体之间或者它们与地之间有 一定的电势差，称之为静电势。
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1.2 对静电认识的发展历史
人类对静电放电危害的认识也是经历了一段漫 长的历史，电子行业认识到ESD的危害也是最 近几十年。
ESO/ESD也许是当今电子制造行业最主要的失 效机理。
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1.3.4 静电势
V=Q/C （1.1） 将1.1中的电容等效成平板电容器，其电容量C
可表示为C=A Xε/d （1.2） A为电容器面积、ε为两板之间物质的介电常数，
d为两板之间的距离，将(1.2)带入（1.1)得： V=Q X d / A Xε
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1.3.5 影响静电产生和大小的因素
静电的产生及其大小与环境湿度和空气中的离 子浓度有密切的关系。在高湿度环境中由于物 体表面吸咐有一定数量杂质离子的水分子，形 成弱导电的湿气薄层，提高了绝缘体的表面电 导率，可将静电荷散逸到整个材料的表面，从 而使静电势降低。